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Multilayer Graphene/Carbon Black/Chlorine Isobutyl Isoprene Rubber Nanocomposites

  • High loadings of carbon black (CB) are usually used to achieve the properties demanded of rubber compounds. In recent years, distinct nanoparticles have been investigated to replace CB in whole or in part, in order to reduce the necessary filler content or to improve performance. Multilayer graphene (MLG) is a nanoparticle made of just 10 graphene sheets and has recently become commercially available for mass-product nanocomposites. Three phr (part for hundred rubbers) of MLG are added to chlorine isobutyl isoprene rubber (CIIR)/CB composites in order to replace part of the CB. The incorporation of just 3 phr MLG triples the Young’s modulus of CIIR; the same effect is obtained with 20 phr CB. The simultaneous presence of three MLG and CB also delivers remarkable properties, e.g. adding three MLG and 20 phr CB increased the hardness as much as adding 40 phr CB. A comprehensive study is presented, showing the influence on a variety of mechanical properties. The potential of the MLG/CBHigh loadings of carbon black (CB) are usually used to achieve the properties demanded of rubber compounds. In recent years, distinct nanoparticles have been investigated to replace CB in whole or in part, in order to reduce the necessary filler content or to improve performance. Multilayer graphene (MLG) is a nanoparticle made of just 10 graphene sheets and has recently become commercially available for mass-product nanocomposites. Three phr (part for hundred rubbers) of MLG are added to chlorine isobutyl isoprene rubber (CIIR)/CB composites in order to replace part of the CB. The incorporation of just 3 phr MLG triples the Young’s modulus of CIIR; the same effect is obtained with 20 phr CB. The simultaneous presence of three MLG and CB also delivers remarkable properties, e.g. adding three MLG and 20 phr CB increased the hardness as much as adding 40 phr CB. A comprehensive study is presented, showing the influence on a variety of mechanical properties. The potential of the MLG/CB combination is illustrated to reduce the filler content or to boost performance, respectively. Apart from the remarkable mechanical properties, the CIIR/CB/MLG nanocomposites showed an increase in weathering resistance.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Daniele Frasca, Dietmar Schulze, Volker WachtendorfORCiD, Bernd Krafft, Thomas Rybak, Bernhard SchartelORCiD
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Polymers
Jahr der Erstveröffentlichung:2016
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:MDPI
Verlagsort:Basel, Switzerland
Jahrgang/Band:8
Erste Seite:95
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:carbon black; multilayer graphene; nanocomposites; rubber
DOI:10.3390/polym8030095
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-358569
ISSN:2073-4360
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - Namensnennung
Datum der Freischaltung:28.04.2016
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:09.05.2016
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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